让PDX小鼠模型为肿瘤患者试药，实现个体化医疗

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导读

中国癌症统计数据显示，2015年中国新增肿瘤病例数为429.2万，相当于平均每天新增12000名癌症新诊断病例；癌症死亡病例数为281.4万，相当于平均每天7500人死于癌症。中国肿瘤发病率多年来持续上升，肿瘤已成为导致我国居民死亡的第一主因。

在肿瘤治疗难以攻克的背景下，PDX小鼠模型是如何服务于中国肿瘤患者的？PDX小鼠模型又是如何促进肿瘤个体化治疗的？为此，我们采访了北京艾德摩CEO彭思颖博士，来了解了这位医学专家的创业梦想。

转化医学网：彭博士，您好！非常感谢您接受本次访谈。作为一名海归博士，放弃哈佛大学优质的平台和待遇，回国创业成立艾德摩公司的初衷是什么？

彭思颖：在转化医学的肿瘤研究中，临床前模型的应用是其核心部分，它涵盖了对疾病的生物学层面的认知以及新的治疗方法的研发。在肿瘤研究中全球科研人员都面临的困难是，一直以来缺乏能够用于描述候选治疗药物和作用效果的理想癌症模型，这就导致对于预测临床治疗效率以及探知病人对治疗方案出现异质性应答的原因等存在很大障碍。多年来我一直从事实验动物模型研发工作，纵观国内外市场上通用的实验动物模型，距离“理想”还有很远的距离。以前的小鼠模型是将ATCC的癌症细胞株打在免疫缺陷小鼠身上，然后做药物筛选试验，这种模型与临床的相关性不到5%，获取的治疗数据直接应用在临床治疗上效果很差。

为了解决这些问题，2014年8月我回国创立了北京艾德摩生物技术有限公司，公司立足于建立患者来源的肿瘤异种移植PDX小鼠模型，并在PDX技术平台的基础上建立 “活肿瘤样本库”，已与国内多家三甲医院开展肿瘤个体化治疗深度合作。

我们的梦想是建立高度人源化的小鼠疾病模型生物库，应用于个体化精准医疗，为肿瘤患者提供个性化的“小鼠替身”，建立“小鼠医院”，并通过对“小鼠患者”的治疗研究为人类患者提供最佳的治疗方案，为现代精准医学提供高度符合人类疾病特征的动物模型，研发最理想的人源化小鼠模型是我们艾德摩生物最初的创业理念。

转化医学网：请具体介绍一下基于PDX模型的个体化医疗在肿瘤治疗中的开发与应用。

彭思颖：目前我们已经迎来了个体化医疗新时代的黎明，个体化医学最直接和最主要的应用是癌症的诊断和治疗领域。每个病人的肿瘤都是唯一的，癌症治疗也应该为每个病人量体裁衣，选择个体化治疗。为患者选取最有效、毒副作用最小、病人可以负担的治疗方案是如今肿瘤学专家面临的主要挑战。为预测个体化肿瘤治疗中药效检测，选用与病人癌症极为相似的异种移植物组织是极有必要的，这种移植物可以快速评估患者对各种治疗方案的反应并有助于后续实施治疗选择最佳治疗方案。

患者来源的肿瘤异种移植PDX模型（patient derived xenograft model）是一种体内模型，主要是将病人的新鲜肿瘤组织简单处理后移植到免疫缺陷小鼠上，依靠小鼠提供的环境生长，保留原代肿瘤微环境和基本特性。这种模型能帮助科学家更好地研究肿瘤异质性和遗传复杂性，更深入探究肿瘤发生机制及发现潜在治疗靶点，同时通过观察建立表型、药物应答以及药物抵抗机制之间的关联，还可以帮助预测患者对治疗药物可能产生的反应，包括疗效、毒副作用、吸收程度等。相比传统肿瘤细胞异种移植动物模型，应用PDX模型进行一些治疗方法临床应用潜力的评估会更加精确，它能提供更好的临床前药物疗效测试及分析。

转化医学网：为了使我们能更好地理解肿瘤治疗为什么需要“量体裁衣”，请具体介绍下肿瘤异质性是怎么回事？

彭思颖：肿瘤异质性是恶性肿瘤重要特征之一。肿瘤异质性可以表现在肿瘤分化水平及肿瘤功能水平上，出现异质性的抗原表达或出现不同生物特性细胞亚群，从而使肿瘤的生长速度、侵袭能力、对药物的敏感性、预后等各方面产生差异。因此同一种肿瘤在不同的个体身上可表现出不一样的治疗效果及预后，甚至同一个体身上的肿瘤细胞也存在不同的特性和差异。这种肿瘤异质性往往给肿瘤的研究和治疗带来极大的困难。

当异质性成为治疗肿瘤的障碍，我们开始呼唤更加个体化的治疗方案。研究表明，小鼠PDX模型，将成为肿瘤治疗中的一大助力，帮助医师为患者制定独一无二，最为适宜的药物治疗方案，可成为肿瘤患者的福音。

转化医学网：贵公司自成立以来一直致力于PDX模型的技术平台构建，接下来的战略部署是怎样的？贵公司个体化医疗服务流程是怎么样的？

彭思颖：公司接下来希望更好的让技术服务于患者。手术前我们会和患者及其主治医生沟通，详细了解患者病情；待手术或活检拿到肿瘤组织样本后，我们就立即开展建模工作，这一步成功率并非100%；如果没建成，患者不需承担任何费用；如果建模成功，我们会与主治医生进行交流，确定待筛选药物方案并在PDX模型上进行药物实验，最终帮助患者确定最具疗效的治疗方案，或者帮患者避免使用无效的治疗方案。值得强调的是，我们提供的是个性化医疗科研服务，而非医疗过程。我们筛选出的药物方案是否应用到患者身上，是由患者跟主治医生讨论决定的。

转化医学网：请问贵公司的PDX小鼠模型构建有哪些特点？

彭思颖：总的来说，我们有三大特点和优势：1）首先最具特色的是我们的NOD-Prkdc^scidIl2rg^null小鼠，保证了更高的移植成功率。这是迄今免疫缺陷程度最高的工具小鼠，可成功移植的肿瘤类型广泛；对人源细胞和组织几乎没有排斥反应，成瘤率高、建立PDX模型和活肿瘤样本库效率高；无T、B淋巴细胞泄露，成瘤率稳定；与NOD/SCID小鼠相比寿命更长，平均长达1.5年，可用于研究评价的时间周期长。2）PDX小鼠模型能够成功从各方面复制病人肿瘤的异质性，包括其分子层面、基因层面和组织层面上的复杂性，这种模型与患者身上所患肿瘤的相似度可达90%以上，通过此种模型可以获得更接近人体真实反应的数据，加快肿瘤研发进程，有效缩短了为病人筛选药物的时间，提高了病人用药的精确度。3）特殊的肿瘤组织冷藏和处理技术，保证了48h内的肿瘤组织都可以用于移植到NOD-Prkdc^scidIl2rg^null小鼠上，解决了时间对技术应用的苛刻要求，能够服务于更多的患者。

转化医学网：贵公司的“活肿瘤样本库”与常规肿瘤样本库相比有何优势？投入那么多资源和经费建立此样本库，建库的储存管理以及建库的意义是什么？

彭思颖： 艾德摩立足于在PDX技术平台的基础上建立“活肿瘤样本库”。我们的“活肿瘤样本库”不同于常规肿瘤样本库，区别有以下：1）构建方法不同：活肿瘤样本库是在小鼠体内活化后再冻存，而常规肿瘤样本库是直接冻存；2）样本功能不同：活肿瘤样本库中冻存的样本可以复苏传代，可以原代肿瘤形态增殖，而常规肿瘤样本库中冻存的样本极少复苏和传代，无法以原代肿瘤形态增殖；3）获取的数据信息类型不同：活肿瘤样本库中冻存的样本除了常规的分子水平分析，还可在细胞、组织及体内等多个水平上分析以获得全面的肿瘤信息数据，而通过常规肿瘤样本库只能获得分子水平的数据信息。通过以上三点比较，我们就可以判断出活肿瘤样本库的应用范围更广泛、科研转化能力更高，样本应用价值更高。在建库过程中最关键的是样本储存的标准化、信息化等管理，艾德摩有一套很严格的建库管理流程。

我们的“活肿瘤样本库”旨在储存大量的肿瘤组织样本，为科学研究和临床研究提供丰富的资源平台。活肿瘤样本库的建立可用于开发个体化药物筛选，将为研究肿瘤发病机制及个体差异，并最终实现个体化治疗提供基础数据。

总的来说，PDX模型的建立具有高成功率、高度模拟原发瘤的组织病理类型，保留了肿瘤异质性、染色体突变、基因表达谱和肿瘤侵袭性。PDX小鼠可作为肿瘤患者的替身代替患者进行药物评价，利用PDX模型建立的活肿瘤样本库可以提供多方面药物评估平台。